تجربیات پروژه مبدل 1500 وات بخش 1

این فصل را با من بخوان باقی فسانه است / این فصل را بسیار خواندم، عاشقانه است..

سلام

این بیت رو یه بار وسط جزوه یکی دیدم. جالب بود برام :)

تو این پست سعی میکنم تمام نکاتی که توی این پروژه مبدل 220 ولت به 30 ولت 50 آمپر بهش رسیدم رو بنویسم به دو دلیل:

1- یادم میره.

2- برای بقیه ممکنه مفید باشه.

اگه این هایی که این پایین نوشتم بدردتون خورد و تو مدار مبدلی استفاده کردید خوشحال میشم عکسش رو برام میل کنید.

التماس دعا!!

این مبدل حدود اول اسفند 95 شروع شد و دیروز یعنی دیشب مصادف با فکر کنم 14-15 فروردین 96 ساعت 23 به نتیجه دلخواه رسید. شایدم ساعت 22.

اول این که این آموزش نیست و صرفا نکته است. دوم این که اگه نکات بنیادی تر میخواید شهریور و مرداد سال فکر کنم 94 این وبلاگ شاید مفید باشه.

نکته اول: 

الان خیلی بنظرم ساده میرسه ولی واقعا اول کار نمیدونستم که جریان کشیده شده از پل دیود سوزنی شکل هست.

یه همچین چیزی :

برای همین باید از PFC استفاده کرد. تو وبلاگ قبلا راجع بهش نوشتم.

واقعیت اینه که از NCP1653 و IR1150 فکر میکنم، استفاده کردم ولی نتونستم بیشتر از 500 وات از 1653 و 400 وات از 1150 بگیرم.

نمیدونم مشکل از من بود یا نه ولی سلف اشباع نمیشد (سلفی که اشباع نشه داشتم) ولی شکل موج جریان از یه جایی به بعد این شکلی میشد.

ازون جایی که اطلاعات خیلی زیادی تو اینترنت برای این مشکل نبود اینجا ترجمه میکنم شاید به درد یکی خورد بعدا.

I had to build a PFC converter for my project. I needed about 1700W in the output of the PFC. There were two choices for the controller IC in the market, NCP1653 and IR1150. The examples and application notes of these two controllers are for a 300W converter but the equations for computing the parameters such as inductor size or peak current of it. I used those equations for my power rating but the current of inductor did not follow the rectified sinus as it is supposed. after about 500Watts in NCP1653 the current of inductor seemed like a saturated inductor which you can see in the picture. I supposed it is the saturation effect and I used a bigger core and bigger air gap for avoiding this effect. As you can guess it did not work for me and the waveform was like it was before. I did not really figure out what happened and I switched to IR1150 controller. Its circuit was more complicated but I did not get what I wanted. It was some sort of unstability or problem in control loop and I led to having both distorted current waveform and unpleasant sounds from the inductor and my variac.

Currently I've ordered a ICE3PCS01G controller which has 2.5Kw application note and I hope it'll work for me.

You can Email me if you had same problem or whatever.

mahdi.t.ranjbar[At]gmail[Dot]com

یکم بیشتر از ترجمه شد ولی خب. 

خب

نکته دوم: چگالی جریان برای سیم ها رو چند بگیریم؟

سوال خوبیه.

سوال اشتباهیه.

باید بگید سیمتون عایقش چیه و کجاس تا بشه گفت. مثلا شما برای اتصال دو جا به هم مثلا تو 50 سانتی اگه سیم 2.5 استفاده کنید و 50 آمپر ازش بگذرونید عایقش گرم میشه و ناراحت کننده میشه ولی اتفاق خیلی بدی نمیفته یعنی چگالی جریان 20.

ولی به طور کلی اگه سیم تو فضای بازه و یعنی تو ترانس نیست میتونید 10 هم راحت بگیرید چگالی جریانو.

اگه تو ترانس یا سلفه ولی خیلی تو هم تو هم نیست هم خیلی سخت نگیرید چگالی جریان 8 هم خوبه.

اگه خیلی تو عمق قضیس میتونید 4 یا 6 برید. اگه خیلی لایه ها زیاده مثلا 6 لایه و عایق بینشون واقعا 4 بگیرید دیدم که میگم گرم میشه.

لیتز و ... هم خوبه ولی صرفا خوبه. نکردید هم نکردید اگه واقعا فرکانستون بالا نیست (40 کیلوهرتز بالا حساب نمیشه)

نکته سوم: 

فیوز چی بگیرم؟

ببینید کلید مینیاتوری ها یا MCB ها یا همون فیوزای خونه اینجورین که با یه عدد و یه حرف مشخص میشن. مثلا 16B یعنی 16 آمپر نوع B. این 16 آمپر جالبه. وقتی کلید B باشه شما میتونید نسبتا لحظه ای تا 40-50 آمپر ازشون بگزرونید. اگه C باشه بیشتر اگه D باشه خیلی بیشتر. 

جاهایی که موتور و ترانس و .. هست C میزارن که هجومی و راه اندازی اذیت نکنه. 

جاهایی که روشنایی هست B میزارن

D هم وقتی بخواید نپره فیوز میزارید :) کاربردای خیلی خاص.

مثلا ما 16B گزاشتیم و جریان اینراش اتوترانس 5KVA مون بعضی وقتا میپرونه این فیوز رو.

رو خودش 25C هست و خب یکم زیاده دیگه.

نکته چهارم:

من از موازی کردن سوییچ ها به صورتی که گیت هاشون و درین و سورساشون رو هم به هم بزنم نتیجه جالبی نگرفتم در واقع خیلی تلفات زیاد شد و سوختن، نمیدونم احتمال میدم بخاطر دیر روشن شدنشون باشه. متاسفانه نمیتونم مقاومت گیت رو خیلی کمتر کنم چون درایورم جواب نمیده. ایشالا تو بعدی جداگونه درایور میزارم.

الان 15 ولت ولتاژ و 10 اهم مقاومت گیته. درایور هم HCPL3120

نکته پنجم:

به دلیل ریپل ولتاژ لینک DC شاهد چیز جالبی توی خروجی هستیم. اگه مثلا ولتاژ لینک DC واقعا DC بود شما مثلا 50 آمپر با ریپل 5 آمپر داشتید ولی الان جریان سلف شکل مثل زیر رو داره. این موضوع با اضافه کردن خازن بیشتر توی لینک DC بسیار بهتر میشه. 

توجه کنید این اشباع نیستا، شبیه سازی ایده آل تو سیمولینکه.

و اینم برای دوستی که ممکنه کارش گیر باشه.

You probably are making a isolated converter and you have a LC filter if you did not use PFC. You probably expected a behavior like the current of buck converter from your inductor at the output of the converter but your inductor is saturating or your switches are frying in a low current (I know the feeling). here is your answer. It is not like a buck converter. In buck converter you have a stable dc input but here, your DC link is swinging and have a huge ripple voltage, something like 20 volts in 300 volts. this voltage reflects to your secondary and puts a higher voltage (more than you calculated) on your inductor(this voltage - Vout is the inductor voltage). this delta V forces the inductor to take more current (you can see in the graph) and it may saturate your inductor or/and burn the switches. 

You can solve this problem using a higher capacitor in your DC link. remember a high capacitance after bridge rectifier demands huge spiky current. you can deal with this problem with putting a inductor before rectifier.

It does not solve the problem completely (it needs large inductor and you have large crest factor even after putting the inductor). The best solution is using a PFC. 

نکته ششم:

جریانی مثل 50 آمپر به صورت دائم نیازمند یه PCB کت و کلفت هست. روی ترک ها رو چاپ سبز نزنید و روشون یه سیم بخوابونید و رو سیم لحیم بزنید مثلا یا ....

نکته هفتم:

تو کنترلر SG3525 حواستون باشه که پایه Shutdown رو رو هوا نزارید. 

نکته هشتم:

چسبوندن سوییچ با عایق پلاستیکی یا پلیمیری یا ... حدودا دما رو 2 برابر بر وات بیشتر میکنه تا چسبوندن سوییچ به صورت خالی مستقیم به هیت سینک. میگن یه سری عایقای سرامیکی هم هست اونا بهترن. ولی من پیدا نکردم.

نکته نهم:

اگه مدار Halfbridge داری اون تقسیم خازنی رو با خازن در حد میکرو MKP بزن بره. لازم نیست خازنای بسیار بزرگ بزاری.

من 2.2 میکرو گزاشتم. 

اصلاح: بعدا یکم اذیت کرد یکم ترانس رو سمت اشباع میبرد. ببینید قضیه اینه که وقتی دو تا خازن بسیار بزرگ میزارید و اون دوتا خازن وقتی روی هم قرار میگیرن و از وسطشون میگیرید ولتاژو مدار معادلشون یه منبع ولتاژ V/2 میشه سری با یه خازن به بزرگی 2C، شما اگه جریانتون زیاد باشه روی این 2C ولتاژ اضافه میشه و ممکنه ترانس رو نزدیک اشباع کنه. پس اگه جریانتون کم بود میتونید تو مدار هاف بریج، بردارید یه سر ترانس رو به یه خازن اصلا بزنید و بزنیدش به زمین یا VDC تون. بعد یه ترنزینتی روی خازن Vdc/2 میفته و مدار بالانس میشه. اگه زیاد بود دوتا خازن بزرگ باید بزارید که اون اثر امپداسنشون کم بشه. 

نکته دهم:

حالش نیست دیگه بنویسم خسته شدم باشه یه وقت دیگه.